基于配電網串補裝置的線路電壓提升效果評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及配電線路的電力輸送技術，尤其涉及一種基于配電網串補裝置的線路 電壓提升效果評估方法。
【背景技術】
[0002] 在35kV以下的配電線路中，串聯接入電容器，利用電容器的容抗補償線路的感 抗，能夠提高線路末端的電壓。串聯電容器提升的末端電壓的數值Q?Xe/V(即調壓效果） 隨無功負荷大小而變化，負荷大時增大，負荷小時減小，恰與調壓的要求一致。這是串聯電 容器調壓的一個顯著優點。
[0003] 傳統用來求解串補裝置提升線路末端電壓效果的方法，是進行潮流計算，但是，在 已知線路首端電壓和末端負荷功率的情況下，需要進行復雜的迭代過程。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于配電網串補裝置的線路電壓提升 效果評估方法，能夠有效規避復雜的迭代過程，從而快速的實現對串補裝置線路末端電壓 提升效果的評估。
[0005] 為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
[0006] 一種基于配電網串補裝置的線路電壓提升效果評估方法，包括如下步驟：
[0007] A、令電源節點為平衡節點，負荷節點為PQ節點，電源端電壓相量為^RZ0°， 負荷端電壓相量為&2 = 則電壓降落的縱分量和橫分量分別為：
[0008]
[0009]
[0010] 其中：八￥2為電壓降落的縱分量，8 ￥2為電壓降落的橫分量，P和Q分別代表負荷 節點的有功功率和無功功率，R和X分別代表線路的電阻和電抗，S為負荷節點的視在功率， PF為負荷的功率因數，r和x分別是線路的電阻率和電抗率，1為線路的長度；
[0011] B、未加裝電容器串補裝置時，由公式（1)、（2)計算得出首、末端電壓相量之間的 關系為：
[0018] C、加裝串聯電容器補償時，根據公式（4)、（5)，線路末端電壓為：
[0023] 上式中，X。為串聯電容器的電抗值。
[0024] 其中，該方法適用于35kV以下的配電線路。
[0025] 本發明所提供的基于配電網串補裝置的線路電壓提升效果評估方法，具有以下優 占.
[0026] 利用本發明方法，能夠對35kV以下的配電線路帶一定的功率因數的恒功率負荷 時，能夠有效規避復雜的迭代過程，從而快速實現對串補裝置線路末端電壓提升效果進行 評估。
【附圖說明】
[0027] 圖1為現有簡單電力系統構成示意圖；
[0028] 圖2為本發明基于配電網串聯電容器補償裝置（簡稱"串補裝置"）的電力系統構 成示意圖；
[0029] 圖3為應用本發明方法前后線路末端電壓隨線路串聯補償容抗的變化曲線示意 圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖及本發明的實施例對本發明的基于配電網串補裝置的線路電壓提 升效果評估方法作進一步詳細的說明。
[0031] 圖1為現有簡單電力系統構成示意圖。如圖1所示，在該簡單電力系統中，令電 源節點為平衡節點，負荷節點為PQ節點，電源端電壓相量為乂 = 負荷端電壓相量為 則電壓降落的縱分量和橫分量分別為：
[0032]
[0033]
[0034] 其中：八^2為電壓降落的縱分量，8 ￥2為電壓降落的橫分量，P和Q分別代表負荷 節點的有功功率和無功功率，R和X分別代表線路的電阻和電抗，S為負荷節點的視在功率， PF為負荷的功率因數，r和x分別是線路的電阻率和電抗率，1為線路的長度。
[0035] 未加裝電容器串補裝置時的線路末端電壓，由公式（1)、（2)可以計算得出首、末 端電壓相量之間的關系：
[0039] 所以，線路末端電壓為：
[0045] 圖2為本發明基于配電網串聯電容器補償裝置（簡稱"串補裝置"）的電力系統構 成示意圖。如圖2所示，在電力線路上加裝串補裝置（如串聯接入靜電電容器）時，利用電 容器的容抗補償線路的感抗。
[0046] 在加裝了串聯電容器補償時，上述的公式（4)、（5)分別變為：
[0052] 上式中，X。為串聯電容器的電抗值。
[0053] 圖3為應用本發明方法前后線路末端電壓隨線路串聯補償容抗的變化曲線示意 圖。本發明的方法適用于35kV以下的配電線路。根據上述公式（8)~（11)，利用仿真實驗 可對串補裝置提升線路末端電壓的效果進行評估，以驗證上述方法。具體做法如下：
[0054] 選擇配電線路型號為LGJ-120,其參數如表1所示：
[0055] 表1 :LGJ_120型線路的相關參數
[0056]
[0057] 定義電容器串聯補償裝置的補償度為補償所需的容抗值X。與被補償線路原來的 感抗值X,.之比：
[0058]
[0059] 我們以10kV電力線路為例，實驗中選用常用的LGJ-120型線路，并根據10kV電力 線路合理的輸送功率，針對2MVA恒功率負荷進行仿真，負荷的功率因數為0. 80,線路長度 為20km。改變串補的容抗（即改變串補的補償度），線路末端電壓的仿真結果如圖3所示。 由仿真實驗的結果，很容易比較線路末端電壓在不同的串聯補償容抗值時和串聯補償前的 不同，從而分析和評估串聯補償對線路電壓的提升效果。
[0060] 以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于配電網串補裝置的線路電壓提升效果評估方法，其特征在于，包括如下步 驟： A、 令電源節點為平衡節點，負荷節點為PQ節點，電源端電壓相量為心=% 20%負荷 端電壓相量為f>2 =AZP，則電壓降落的縱分量和橫分量分別為：其中：A￥2為電壓降落的縱分量，8 ￥2為電壓降落的橫分量，P和Q分別代表負荷節點 的有功功率和無功功率，R和X分別代表線路的電阻和電抗，S為負荷節點的視在功率，PF 為負荷的功率因數，r和x分別是線路的電阻率和電抗率，1為線路的長度； B、 未加裝電容器串補裝置時，由公式（1)、（2)計算得出首、末端電壓相量之間的關系 為：所以，線路末端電壓為：C、 加裝串聯電容器補償時，根據公式（4)、（5)，線路末端電壓為：上式中，Xc為串聯電容器的電抗值。2. 根據權利要求1所述的基于配電網串補裝置的線路電壓提升效果評估方法，其特征 在于，該方法適用于35kV以下的配電線路。
【專利摘要】本發明公開了一種基于配電網串補裝置的線路電壓提升效果評估方法，包括：A、令電源節點為平衡節點，負荷節點為PQ節點，電源端電壓相量為負荷端電壓相量為計算得出電壓降落的縱分量和橫分量；B、在未加裝電容器串補裝置時，計算得出首、末端電壓相量之間的關系，以及線路末端電壓值；C、加裝串聯電容器補償時，計算出線路末端的電壓。采用本發明方法，能夠有效規避復雜的迭代過程，從而快速的實現對串補裝置線路末端電壓提升效果的評估。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號】CN104992043
【申請號】CN201510246910
【發明人】劉鵬, 李海, 呂志來, 張東, 喻宜
【申請人】國家電網公司, 北京許繼電氣有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月14日